Evolução molecular do gene env do HIV-2 num

Evolução molecular do gene env do HIV-2 e colapso do sistema imunitário em
doentes infectados por via vertical
Cheila Rocha1, Helena Barroso1,2, Inês Bártolo1,2, José Marcelino3, Lino Rosado4, Nuno
Taveira1,2
1
Unidade dos Retrovírus e Infecções Associadas, Centro de Patogénese Molecular,
Faculdade de Farmácia de Lisboa, Portugal.
2
Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz.
3
UTPAM, Departamento de Biotecnologia, Instituto Nacional de Engenharia
Tecnologia e Inovação, Lisboa.
4
Unidade de Imunohematologia, Hospital de Dona Estefânia, Lisboa.
Palavras-chave:
HIV-2; transmissão vertical; dinâmica populacional; evolução molecular.
Resumo
A evolução molecular do HIV in vivo reflecte a sua dinâmica replicativa e a natureza da
sua interacção com o sistema imunitário. Contudo, pouco se sabe sobre a evolução
molecular do HIV-2 in vivo. O objectivo deste estudo foi caracterizar a natureza da
evolução molecular do gene env do HIV-2 em duas crianças infectadas por via vertical
em 1993 (doente SC) e 1998 (doente CT), em que ocorreu progressão rápida da doença.
Foram colhidas amostras bianuais das duas crianças ao longo de 8 anos de infecção. A
partir de cada amostra, o gene env foi amplificado por PCR, clonado e sequenciado. As
sequências de nucleótidos e de aminoácidos dos isolados virais foram analisadas sob
múltiplos parâmetros genéticos e evolutivos com recurso a diferentes programas de
computador.
A taxa de substituição nucleotídica no gene env dos isolados virais das duas crianças foi
duas vezes superior à observada em doentes HIV-2 e HIV-1 com infecção crónica
(1,0%/ano vs 0,5%/ano). Contudo, a maior parte das substituições nucleotídicas
observadas nestes doentes foram de natureza sinónima (razão dN/dS significativamente
<1), ou seja não conduziram a alterações na sequência de aminoácidos da proteína Env.
Estes resultados sugerem que há constrangimentos funcionais importantes que limitam a
evolução molecular da proteína Env do HIV-2 durante a infecção.
Os codões do gene env sujeitos a maior pressão selectiva durante a infecção foram
identificados por máxima verosimilhança utilizando diferentes modelos de evolução
genética. Estes codões assinalam normalmente regiões no Env que são alvo da acção de
anticorpos neutralizantes. Os resultados obtidos com ambos os doentes demonstram que
na glicoproteína de superfície gp125 as regiões variáveis V1/V2 são as que possuem
maior número de codões sujeitos a pressão selectiva. Estas foram também as regiões do
gene env que mais variaram ao longo da infecção em termos de dimensão (nº de
aminoácidos) e de localização e número de locais de glicosilação. Na glicoproteína
transmembranar gp36, a região mais variável e com maior número de codões sujeitos a
pressão selectiva localiza-se entre os aminoácidos 608 e 668 e engloba o domínio HR2.
Concomitante com o aumento da replicação viral, diminuição do número de linfócitos
CD4+ e progressão clínica da infecção, ocorreu nos dois doentes, um aumento do
número relativo de mutações sinónimas e uma diminuição progressiva do número de
codões sujeitos a pressão selectiva.
Em conclusão, a grande variabilidade e rápida evolução molecular das regiões V1/V2 e
HR2 durante a infecção HIV-2 sugerem que estas regiões escapam com facilidade à
acção dos anticorpos neutralizantes. Consequentemente, estas duas regiões não são
candidatos interessantes a antigénios vacinais. A diminuição progressiva do número de
substituições não sinónimas no Env associada à progressão clínica da infecção é
consistente com a diminuição da pressão selectiva imposta pelos anticorpos
neutralizantes sobre o Env em consequência do colapso do sistema imunitário
observado nestes doentes.
2
Índice
1. Introdução………………………………...…………………………………… 3
2. Material e Métodos…………………………………………. ………………... 6
3. Resultados e Discussão………………………………………………………... 7
4. Conclusões. ……………………………………………………………………. 14
Agradecimentos…………………………………………………………………... 14
Bibliografia……….………………………………………………………………. 15
1. Introdução
O HIV-2, um dos agentes etiológicos da SIDA, é responsável por epidemias localizadas
em alguns países da África Ocidental, nomeadamente na Guiné-Bissau, Senegal,
Gambia, Burkina Faso, Ghana, Costa do Marfim, Nigéria e Cabo Verde. A nível
mundial estima-se que cerca de 420000 indivíduos estejam infectados com HIV-2. A
prevalência de infecções pelo HIV-2 é relativamente elevada em Portugal (cerca de 3%
dos casos de SIDA), devido às ligações históricas e socio-económicas com a GuinéBissau e Cabo Verde, mas é muito reduzida na maior parte dos outros países com casos
conhecidos de infecção pelo HIV-2. Incluem-se aqui França, Holanda, Alemanha,
Suécia, Espanha e Índia (Peeters et al, 2003; van der Loeff & Aaby, 1999).
O HIV-2 exibe uma elevada diversidade genética, superior inclusive à do HIV-1. Esta
diversidade traduz-se na existência de oito grupos filogenéticos, classificados de A a H,
sendo o grupo A o mais prevalente em todo o mundo (Damond et al, 2004; van der
Loeff & Aaby, 1999). O HIV-2 transmite-se essencialmente por via heterossexual.
Contudo, a taxa de transmissão do HIV-2 por esta via é cerca de 5 a 9 vezes inferior à
do HIV-1 (O'Donovan et al, 2000, Reeves & Dooms, 2002). Da mesma forma, a taxa de
3
transmissão vertical do HIV-2 é cerca de 10 a 20 vezes inferior à do HIV-1. As
manifestações clínicas da infecção pelo HIV-2 são semelhantes às da infecção pelo
HIV-1, mas o HIV-2 é geralmente menos patogénico (Berry et al, 2002; Brun-Vezinet
et al, 1987; Clavel et al, 1987; O'Donovan et al, 2000; Reeves & Doms, 2002). As
razões para a reduzida taxa de transmissão e menor patogenicidade do HIV-2 ainda não
são conhecidas, mas parecem dever-se a características particulares do próprio vírus e à
sua relação com o hospedeiro. Por exemplo, a fraca capacidade replicativa do HIV-2 in
vivo, leva a que nunca se atinjam cargas virais plasmáticas elevadas durante a infecção,
o que compromete a transmissão do vírus e a progressão da infecção (Berry et al, 2002;
Blaak et al, 2006; O'Donovan et al, 2000). Por outro lado, durante a fase crónica da
infecção HIV-2, existe uma forte resposta humoral neutralizante por parte do hospedeiro,
o que poderá controlar a carga viral plasmática e, consequentemente, limitar a
transmissão do vírus e progressão da doença (Anderson et al, 2004; Berry et al, 2002;
Lizeng et al, 2004; Popper et al, 1999).
A evolução molecular do HIV in vivo reflecte a sua dinâmica replicativa e a natureza da
sua interacção com o sistema imunitário. Não admira por isso que não haja
concordância absoluta sobre o perfil e a natureza da evolução do HIV-1 ao longo da
infecção (evolução intra-hospedeiro). Alguns estudos sugerem que a diminuição da
diversidade viral ao longo da infecção está relacionada com uma diminuição do número
de células CD4+/µl e com uma progressão rápida para a doença (Ganeshan et al, 1997;
Lukashov et al, 1995; Shankarappa et al, 1999; Wolinsky et al, 1996). Em
conformidade, os vírus detectados em doentes que progridem lentamente para SIDA
(progressores lentos) exibem uma maior diversidade e divergência (em relação ao vírus
inicial) genéticas quando comparados com as populações virais de progressores rápidos
(Bagnarelli et al, 1999; Halapi et al, 1997; Zhang et al, 2006). Em contraste, outros
4
estudos sugerem que a diversidade e divergência genéticas aumentam ao longo da
infecção, e que divergências genéticas elevadas estão correlacionadas com a diminuição
do número de células CD4+/µl, com o aumento da replicação viral e com progressão
rápida para SIDA (Castiglione et al, 2004; Joos et al, 2005; Markham et al, 1998;
McNearney et al, 1992; Strunnikova et al, 1995; Sullivan et al, 2005; Troyer et al,
2005). Em relação à infecção pelo HIV-2, um estudo longitudinal sugere que a
progressão mais rápida para SIDA está associada a uma maior diversidade genética da
região V3 do env (Sankalé et al, 1995). Por outro lado, num estudo mais recente de
natureza transversal detectou-se uma associação directa entre número de anos de
infecção e diversidade genética do HIV-2, de tal modo que os vírus dos doentes
infectados há maior número de anos exibiam maior diversidade genética no env (região
C2V3C3) do que os vírus de doentes infectados recentemente (Barroso & Taveira,
2005).
O gene env do HIV-1 evolui, em geral, por selecção natural (Choisy et al, 2004;
Mikhail et al, 2005; Nielsen & Yang, 1998; Wolinsky et al, 1996; Yang et al, 2003).
Isto significa que a maioria das substituições que ocorrem ao longo do tempo no env são
não sinónimas, ou seja, dão origem a aminoácidos diferentes. Estas mutações estão em
geral concentradas nos epitopos neutralizantes e nos locais de glicosilação, que se
encontram sobre elevada pressão selectiva imposta pelos anticorpos neutralizantes
(Choisy et al, 2004; Lemey et al, 2006; Mikhail et al, 2005; Yamaguchi & Gojobori,
1997; Zhang et al, 2006). O aumento do número de aminoácidos nas regiões V1 e V2
da glicoproteína de superfície foi associado a progressão mais lenta para doença, na
infecção pelo HIV-1 e pelo HIV-2 (Masciotra et al, 2002; Shi et al, 2005). Pelo
contrário, a compactação da região V1-V4 na gp120 do HIV-1 foi associada a maior
5
sensibilidade viral à neutralização (Botarelli et al, 1991; Derdeyn et al, 2004; Isaka et al,
1999; Pollakis et al, 2001; Polzer et al, 2002).
A dinâmica populacional e a natureza da evolução do HIV-2 durante a infecção aguda e
crónica são praticamente desconhecidas. Este estudo teve por objectivo caracterizar a
natureza da evolução molecular do gene env do HIV-2 em duas crianças infectadas por
via vertical em que ocorreu progressão rápida da doença. O interesse deste estudo
prendeu-se com o facto destes doentes constituírem um modelo de evolução rápida da
infecção pelo HIV-2, quando habitualmente os doentes infectados por este vírus
progridem lentamente para SIDA. Adicionalmente, nestes doentes sabe-se exactamente
a data de transmissão o que permitiu investigar, pela primeira vez, a evolução molecular
do env desde o início da infecção.
2. Material e Métodos
Foram colhidas amostras de sangue de duas crianças infectadas por via vertical, a cada
dois anos, ao longo de uma média de sete anos de infecção. A criança SC foi infectada
em 1993 e faleceu em 2001 (Tabela 1). A criança CT foi infectada em 1998 e a sua
situação clínica e imunológica tem vindo a agravar-se.
A partir de cada amostra, o gene env foi amplificado por PCR e clonado. Foram
sequenciados oito clones de cada amostra. A análise filogenética foi realizada no
programa Treefinder pelo método de máxima verosimilhança utilizando o modelo GTR
de substituição nucleotídica com distribuição gama. Calculou-se a distância nucleotídica
entre as populações virais recorrendo ao modelo de evolução de Kimura a dois
parâmetros com o programa MEGA. A frequência média de substituições sinónimas (dS)
e não sinónimas (dN) foi determinada pelo método de Nei-Gojobori modificado
segundo o modelo de evolução de Jukes-Cantor. Analisou-se a similaridade entre as
6
sequências dos vírus fundadores e os vírus dos anos subsequentes com o programa
Simplot. Os codões sujeitos a pressão positiva durante a infecção foram identificados
com o modelo de evolução GTR no programa HyPhy. Identificaram-se os locais de
glicosilação (NXT/S) das proteínas Env com o programa N-Glycosite.
Tabela 1 – Dados clínicos e imunológicos dos doentes CT e SC.
Estado Clínico
Doente e ano
Idade
Carga viral (cópias
Nº células
da amostra
(meses)
ARN/ml plasma)
CD4/Zl
(Classificação CDCPediátrico)
CT98
0
<200
5342
N
CT00
24
1355
2919
A1
CT03
66
20968
209
B2
SC93
1
<200
1670
C1
SC01
96
1250
44
C3 (morte)
3. Resultados e Discussão
A análise filogenética das sequências dos vírus dos doentes SC e CT revelou que estes
eram do grupo A e que as sequências dos vírus de cada doente formavam subgrupos
monofiléticos correspondentes a cada ano de infecção (Figura 1). A análise filogenética
e a análise das distâncias evolutivas revelaram ainda que as populações virais dos
primeiros anos de infecção (1993 e 1998) eram geneticamente homogéneas nos dois
doentes (Figuras 1 e 2).
7
CT98.23
CT98.24
CT98.20
100
CT98.13
92 CT98.18
CT98.8
CT98.19
84
100 CT98.21
99
CT00.16
72
CT00.10
CT00.20
CT00.30
CT00.6
CT00.22
100
CT00.19
99
CT00.24
CT03.18
98
83
CT03.32
CT03.21
100
CT03.33
72
100
100
CT03.17
CT03.4
CT03.47
73
CT03.50
A.GW.x.ALI AF082339
A.DE.x.PEI2 U22047
A.GM.90.CBL24 U05353
A.GM.x.CBL23 U05352
A.GW.86.FG J03654
A.GW.x.CAM1 U05359
A.GW.x.MDS Z48731
A.GW.87.CAM2CG D00835
A.SN.85.ROD M15390
SC93.15
SC93.20
SC93.17
100 SC93.18
SC93.19
76
SC93.16
100
SC93.21
SC93.13
SC01.15
100
100
91
SC01.17
SC01.5
SC01.14
100
SC01.6
89
SC01.13
96
SC01.10
SC01.12
A.GW.x.CAM5 U05357
A.GM.x.ISY J04498
A.x.x.CBL21 U05350
A.SN.x.ST M31113
A.GH.x.GH1 M30895
A.DE.x.BEN M30502
A.CI.88.UC2 U38293
94
A.GM.87.D194 J04542
H2AB.CI.-.7312A L36874
H2G.CI.-.ABT96 AF208027
H2B.CI.88.UC1 L07625
H2B.GH.86.D205 X61240
A
85
99
85
95
71
80
99
72
98
100
99
100
100
G
B
0.05
Figura 1 – Árvore filogenética, obtida com sequências de referência do env de
diferentes grupos de HIV-2, juntamente com as sequências obtidas neste estudo (CT98,
CT00, CT03, SC93 e SC01). Os valores apresentados em cada nodo representam o
8
bootstrap que suporta cada um dos ramos internos que determinam um subtipo. A
escala representa a distância evolutiva (número de substituições por site).
Diversidade genética (%)
6
5
nucleótidos
aminoácidos
4
3
2
1
0
CT98
CT00
CT03
SC93
SC01
Amostra
Figura 2 – Diversidade genética do env dos vírus dos doentes CT e SC.
Estes resultados sugerem que em ambos os casos houve transmissão selectiva de um
variante viral particular das mães para os filhos.
Tal como na infecção por HIV-1, a diversidade populacional e a divergência genética
entre as populações virais que estabeleceram as infecções e as encontradas nos anos
subsequentes aumentaram substancialmente ao longo do tempo (Figura 2 e 3)
(Castiglione et al, 2004; Joos et al, 2005; Troyer et al, 2005). Estes aumentos ocorreram
paralelamente a um agravamento das situações clínica e imunológica em ambos os
casos (Tabela 1).
9
A
B
9
7
6
5
CT
SC
4
3
2
1
Divergência genética em aminoácidos (%)
Divergência genética em nucleótidos (%)
14
8
12
10
8
CT
SC
6
4
2
0
0
1
2
3
4
5
6
Tempo (anos)
7
8
9
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Tempo (anos)
Figura 3 – Evolução da divergência genética média do gene env dos vírus dos doentes
CT (linha) e SC (tracejado) em nucleótidos (A) e aminoácidos (B), em função do
número de anos de infecção.
A taxa de substituição nucleotídica no gene env dos isolados virais das duas crianças foi
cerca de 1%, valor semelhante ao descrito para HIV-1 e SIV em infecções agudas e
progressivas (Bernardin et al, 2005; Blay et al, 2006; Shankarappa et al, 1999) e o
dobro do valor descrito para infecções crónicas por HIV-2 e por HIV-1 (infecções em
progressores lentos) (Lemey et al, 2006b). Estes resultados indicam que o HIV-2 evolui
com a mesma rapidez que o HIV-1 durante as fases iniciais da infecção. Contudo, a
maior parte das substituições nucleotídicas observadas nestes doentes HIV-2 foram de
natureza sinónima (razão dN/dS <1), ou seja, não conduziram a alterações na sequência
de aminoácidos da proteína Env (Tabelas 2 e 3). Estes resultados demonstram que, na
globalidade, a evolução do env do HIV-2 é neutra ou negativa, e sugerem que há
constrangimentos funcionais importantes que limitam a evolução molecular da proteína
Env do HIV-2 durante a infecção (Barroso & Taveira, 2005; Choisy et al, 2004;
Wolinsky et al, 1996).
10
Tabela 2 – Frequência média de substituições sinónimas (dS) e não sinónimas (dN)
e da sua razão
(dN/dS) entre amostras colhidas em cada ano.
Amostra
dN
dS
CT98
0,011
0,016
0,7
CT00
0,022
0,027
0,8
CT03
0,022
0,036
0,6
SC93
0,007
0,007
1,0
SC01
0,028
0,046
0,6
Tabela 3 – Frequência média de substituições sinónimas (dS) e não sinónimas
(dN) e da sua razão
(dN/dS) entre amostras colhidas em anos sucessivos.
Amostra
dN
dS
CT98 – CT00
0,040
0,046
0,9
CT98 – CT03
0,075
0,079
1,0
SC93 – SC01
0,069
0,085
0,8
A análise por regiões do env demonstrou que as regiões variáveis V1 e V2 da gp125 são
A
B
as que apresentaram maior variabilidade genética, maior variação no número de
aminoácidos ao longo da infecção e na localização e número de locais de glicosilação
(Figura 4). Estas regiões também possuem maior número de codões sujeitos a pressão
selectiva em ambos os doentes (Figuras 5 e 6). Na glicoproteína transmembranar gp36,
a região mais variável e com maior número de codões sujeitos a pressão selectiva
localiza-se entre os aminoácidos 608 e 668 e engloba o domínio HR2 (Figuras 4, 5 e 6).
11
SimPlot - Query: CT98
SimPlot – Referência: CT98
FileName: E:\Lab\CT\CT980003\CT_8clonestodos\CT.fasta
SC01
CT00
CT03
1,0
0,95
0,95
0,9
0,9
0,85
0,85
Similarity
0,8
Similaridade
Similarity
1,0
Similaridade
SimPlot
SimPlot -- Query:
Query: SC93
CT98
SimPlot – Referência: SC97
FileName: E:\Lab\CT\CT980003\CT_8clonestodos\CT.fasta
FileName: E:\Lab\SC\SC9301.fasta
CT00
CT03
0,75
0,7
0,65
0,8
0,75
0,7
0,65
0,6
C1
V1V2
0,55
C2
V3
C3 V4 C4 V5 C5
HR1
0,6
HR2
GP125
C1
0,5
0
V1V2
0,55
GP36
C2
V3
C3 V4 C4 V5 C5
HR1
GP125
HR2
GP36
0,5
200 400 600 800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.000 2.200 2.400 2.600
Position
0
200 400 600 800
800 1.000
1.000 1.200
1.200 1.400
1.400 1.600
1.600 1.800
1.800 2.000
2.000 2.200
2.2002.400
2.4002.600
2.600
Position
Posição (aminoácido)
Posição (aminoácido)
Window : 200 bp, Step: 20 bp, GapStrip: On, Kimura (2-parameter), T/t: 2,0
Window : 200 bp, Step: 20 bp, GapStrip: On, Kimura (2-parameter), T/t: 2,0
Figura 4 – Análise da similaridade genética entre o vírus fundador e os vírus dos anos
subsequentes dos doentes CT (A) e SC (B).
25
V1
V2
V3
V4
V5
20
dN/dS
15
10
5
852
829
806
783
760
737
714
691
668
645
622
599
576
553
530
507
484
461
438
415
392
369
346
323
300
277
254
231
208
185
162
139
93
116
70
47
1
24
0
Codões
Figura 5 – Análise longitudinal dos codões sobre pressão positiva no gene env dos
vírus do doente CT. As regiões variáveis encontram-se assinaladas a azul. Os codões
sobre pressão positiva com significado estatístico encontram-se assinalados a vermelho
(distribuição binomial com P < 0,05).
12
25
V1
V2
V3
V4
V5
20
dN/dS
15
10
5
817
841
769
793
721
745
673
697
625
649
577
601
529
553
481
505
433
457
385
409
337
361
289
313
241
265
193
217
145
169
97
121
73
49
25
1
0
Codões
Figura 6 – Análise longitudinal da locais sobre pressão positiva no gene env dos vírus
do doente SC. As regiões variáveis encontram-se assinaladas a azul. Os codões sobre
pressão positiva com significado estatístico encontram-se assinalados a vermelho
(distribuição binomial com P < 0,05).
Estes resultados sugerem que no HIV-2, à semelhança do HIV-1, as regiões V1, V2 e
HR2 possuem epitopos neutralizantes, e que a evolução molecular destas regiões é
função da selecção natural exercida pelos anticorpos neutralizantes (Choisy et al, 2004;
Gorny & Zolla-Pazner, 2003; Masciotra et al, 2002; Shi et al, 2005).
Concomitante com o aumento da replicação viral, diminuição do número de linfócitos
CD4+ e progressão clínica da infecção, nos dois doentes ocorreu um aumento do
número relativo de mutações sinónimas e uma diminuição progressiva do número de
codões sujeitos a pressão selectiva (Tabelas 2 e 3 e Figuras 5 e 6). Estes resultados
sugerem que a pressão selectiva imposta pelos anticorpos neutralizantes diminui
progressivamente ao longo da infecção.
13
4. Conclusões
Tal como na infecção vertical por HIV-1, a infecção vertical por HIV-2 leva a um
rápida progressão clínica, imunológica e virológica. Ao longo da infecção observa-se
um aumento progressivo da complexidade genética das populações virais. Contudo, em
contraste com o HIV-1, a evolução molecular do invólucro do HIV-2 é relativamente
limitada, o que poderá reflectir constrangimentos funcionais e estruturais desconhecidos
no Env do HIV-1. A identificação e caracterização destes constrangimentos evolutivos
poderão ter impacto no desenho de vacinas e de fármacos inibidores de entrada que
actuem eficazmente no HIV-1 e HIV-2.
Os nossos resultados sugerem que a quantificação do número de codões sujeitos a
selecção positiva no Env pode constituir um bom parâmetro de monitorização da
progressão da infecção HIV-2. É importante continuar a analisar a utilidade deste
parâmetro biológico como marcador da infecção HIV-2 uma vez que há muito poucos
marcadores laboratoriais disponíveis para monitorizar a infecção por HIV-2.
A grande variabilidade e rápida evolução molecular das regiões V1,V2 e HR2 durante a
infecção pelo HIV-2 sugerem que estas regiões escapam com facilidade à acção dos
anticorpos neutralizantes. Consequentemente, para o desenho de vacinas anti-HIV-2
deverá optar-se por outras regiões do Env que sejam imunogénicas e exibam menor
variabilidade ao longo da infecção. Neste contexto, as regiões C2-V3-C3 poderão ser
promissoras (Marcelino e tal., 2006).
.
Agradecimentos
Este trabalho foi financiado pelo projecto POCTI/ESP/48045/2002 da Fundação para a
Ciência e Tecnologia e pela Associação Portuguesa para o Estudo Clínico da SIDA
através de uma bolsa de investigação da GlaxoSmithKline atribuída a Cheila Rocha.
14
Bibliografia
Anderson, D. E., Llenado, R. A. and Torres, J. V. 2004. Humoral immunity and the
evolution of HIV-2. Viral Immunol. 17: 436-439.
Bagnarelli, P., Mazzola, F., Menzo, S., Montroni, M., Butini, L. and Clementi, M. 1999.
Host-specific modulation of the selective constraints driving human immunodeficiency
virus type 1 env gene evolution. J Virol. 73: 3764-3777.
Barroso, H. And Taveira, N. 2005. Evidence for negative selective pressure in HIV-2
evolution in vivo. Infect Genet Evol. 5: 239-246.
Bernardin, F., Kong, D., Peddada, L., Baxter-Lowe, L. A. and Delwart, E. 2005. Human
immunodeficiency virus mutations during the first month of infection are preferentially
found in known cytotoxic T-lymphocyte epitopes. J Virol. 79: 11523-11528.
Berry, N., Jaffar, S., Schim van der Loeff, M., Ariyoshi, K., Harding, E., N'Gom, P. T.,
Dias, F., Wilkins, A., Ricard, D., Aaby, P., Tedder, R. and Whittle, H. 2002. Low level
viremia and high CD4% predict normal survival in a cohort of HIV type-2-infected
villagers. AIDS Res Hum Retroviruses. 18: 1167-1173.
Blaak, H., van der Ende, M. E., Boers, P. H., Schuitemaker, H. and Osterhaus, A. D.
2006. In vitro replication capacity of HIV-2 variants from long-term aviremic
individuals. Virology. 353: 144-154.
Blay, W. M., Gnanakaran, S., Foley, B., Doria-Rose, N. A., Korber, B. T. and
Haigwood, N. L. 2006. Consistent patterns of change during the divergence of human
immunodeficiency virus type 1 envelope from that of the inoculated virus in
simian/human immunodeficiency virus-infected macaques. J Virol. 80: 999-1014.
15
Botarelli, P., Houlden, B. A., Haigwood, N. L., Servis, C., Montagna, D. and Abrignani,
S. 1991. N-glycosylation of HIV-gp120 may constrain recognition by T lymphocytes. J
Immunol. 147: 3128-3132.
Brun-Vezinet, F., Rey, M. A., Katlama, C., Girard, P.M., Roulot, D., Yeni, P., Lenoble,
L., Clavel, F., Alizon, M., Gadelle, S. et al. 1987. Lymphadenopathy-associated virus
type 2 in AIDS and AIDS-related complex. Clinical and virological features in four
patients. Lancet. 1: 128-132.
Castiglione, F., Poccia, F., D'Offizi, G. and Bernaschi, M. 2004. Mutation, fitness, viral
diversity, and predictive markers of disease progression in a computational model of
HIV type 1 infection. AIDS Res Hum Retroviruses. 20: 1314-1323.
Choisy, M., Woelk, C. H., Guegan, J. F. and Robertson, D. L. 2004. Comparative study
of adaptive molecular evolution in different human immunodeficiency virus groups and
subtypes. J Virol. 78: 1962-1970.
Clavel, F., Mansinho, K., Chamaret, S., Guetard, D., Favier, V., Nina, J., SantosFerreira, M. O., Champalimaud, J. L. and Montagnier, L. 1987. Human
immunodeficiency virus type 2 infection associated with AIDS in West Africa. N Engl J
Med. 316: 1180-1185.
Damond, F., Worobey, M., Campa, P., Farfara, I., Colin, G., Matheron, S., BrunVezinet, F., Robertson, D. L. and Simon, F. 2004. Identification of a highly divergent
HIV type 2 and proposal for a change in HIV type 2 classification.
AIDS Res Hum Retroviruses. 20: 666-672.
Derdeyn, C. A., Decker, J. M., Bibollet-Ruche, F., Mokili, J. L., Muldoon, M., Denham,
S. A., Heil, M. L., Kasolo, F., Musonda, R., Hahn, B. H., Shaw, G. M., Korber, B. T.,
Allen, S. and Hunter, E. 2004. Envelope-constrained neutralization-sensitive HIV-1
after heterosexual transmission. Science. 303: 2019-2022.
16
Ganeshan, S., Dickover, R. E., Korber, B. T., Bryson, Y. J. and Wolinsky, S. M. 1997.
Human immunodeficiency virus type 1 genetic evolution in children with different rates
of development of disease. J Virol. 71: 663-677.
Gornya, M. K. and Zolla-Pazner, S. 2003. Human Monoclonal Antibodies that
Neutralize HIV-1. HIV Immunology and HIV/SIV Vaccine Databases. 37-51.
Halapi, E., Leitner, T., Jansson, M., Scarlatti, G., Orlandi, P., Plebani, A., Romiti, L.,
Albert, J., Wigzell, H. and Rossi, P. 1997. Correlation between HIV sequence evolution,
specific immune response and clinical outcome in vertically infected infants. AIDS. 11:
1709-1717.
Isaka, Y., Sato, A., Miki, S., Kawauchi, S., Sakaida, H., Hori, T., Uchiyama, T., Adachi,
A., Hayami, M., Fujiwara, T. and Yoshie, O. 1999. Small amino acid changes in the V3
loop of human immunodeficiency virus type 2 determines the coreceptor usage for
CXCR4 and CCR5. Virology. 264: 237-243.
Joos, B., Trkola, A., Fischer, M., Kuster, H., Rusert, P., Leemann, C., Boni, J., Oxenius,
A., Price, D. A., Phillips, R. E., Wong, J. K., Hirschel, B., Weber, R. and Gunthard, H.
F. 2005. Low human immunodeficiency virus envelope diversity correlates with low in
vitro replication capacity and predicts spontaneous control of plasma viremia after
treatment interruptions. J Virol. 79: 9026-9037.
Lemey, P., Rambaut, A. And Pybus, O. G. 2006. HIV evolutionary dynamics within
and among hosts. AIDS Reviews 8: 125-140.
Lemey, P., Pond, S. K., Drummond, A. J., Pybus, O. G., Shapiro, B., Barroso, H., Taveira, N.
and Rambaut, A. 2006b. Synonymous substitution rates predict HIV disease progression as a
result of underlying replication dynamics. PLOS Computational Biology (in press).
Lizeng, Q., Nilsson, C., Sourial, S., Andersson, S., Larsen, O., Aaby, P., Ehnlund, M.
and Björling, E. 2004. Potent neutralizing serum immunoglobulin A (IgA) in human
17
immunodeficiency virus type 2-exposed IgG-seronegative individuals. J Virol. 78:
7016-7022.
Lukashov, V. V., Kuiken, C. L. and Goudsmit, J. 1995. Intrahost human
immunodeficiency virus type 1 evolution is related to length of the immunocompetent
period. J Virol. 69: 6911-6916.
Marcelino J.M., Barroso H., Gonçalves F., Silva S. M., Novo C., Gomes P., Camacho R.
and Taveira N. 2006. Use of a new dual antigen enzyme-linked immunosorbent assay to
detect and characterize the human antibody response to the human immunodeficiency
vírus type 2 envelope gp125 and gp36 glycoproteins. J. Clin. Microbiol. 44: 607-611.
Markham, R. B., Wang, W. C., Weisstein, A. E., Wang, Z., Munoz, A., Templeton, A.,
Margolick, J., Vlahov, D., Quinn, T., Farzadegan, H. and Yu, X. F. 1998. Patterns of
HIV-1 evolution in individuals with differing rates of CD4 T cell decline.
Proc Natl Acad Sci U S A. 95: 12568-12573.
Masciotra, S., Owen, S. M., Rudolph, D., Yang, C., Wang, B., Saksena, N., Spira, T.,
Dhawan, S. and Lal, R. B. 2002. Temporal relationship between V1V2 variation,
macrophage replication, and coreceptor adaptation during HIV-1 disease progression.
AIDS. 16: 1887-1898.
McNearney, T., Hornickova, Z., Markham, R., Birdwell, A., Arens, M., Saah, A. and
Ratner, L. 1992. Relationship of human immunodeficiency virus type 1 sequence
heterogeneity to stage of disease. Proc Natl Acad Sci U S A. 89: 10247-10251.
Mikhail, M., Wang, B., Lemey, P., Beckthold, B., Vandamme, A. M., Gill, M. J. and
Saksena, N. K. 2005. Role of viral evolutionary rate in HIV-1 disease progression in a
linked cohort. Retrovirology. 2: 41.
Nielsen, R. and Yang, Z. 1998. Likelihood models for detecting positively selected
amino acid sites and applications to the HIV-1 envelope gene. Genetics. 148: 929-936.
18
O'Donovan, D., Ariyoshi, K., Milligan, P., Ota, M., Yamuah, L., Sarge-Njie, R. and
Whittle, H. 2000. Maternal plasma viral RNA levels determine marked differences in
mother-to-child transmission rates of HIV-1 and HIV-2 in The Gambia. AIDS. 14: 441448.
Peeters, M., Toure-Kane, C. and Nkengasong, J. N. 2003. Genetic diversity of HIV in
Africa:
impact
on
diagnosis,
treatment,
vaccine
development
and
trials.
AIDS. 17: 2547-2560.
Pollakis, G., Kang, S., Kliphuis, A., Chalaby, M. I., Goudsmit, J. and Paxton, W. A.
2001. N-linked glycosylation of the HIV type-1 gp120 envelope glycoprotein as a major
determinant of CCR5 and CXCR4 coreceptor utilization. J Biol Chem. 276: 1343313441.
Polzer, S., Dittmar, M. T., Schmitz, H. and Schreiber, M. 2002. The N-linked glycan
g15 within the V3 loop of the HIV-1 external glycoprotein gp120 affects coreceptor
usage, cellular tropism, and neutralization. Virology. 304: 70-80.
Popper, S. J., Sarr, A. D., Travers, K. U., Gueye-Ndiaye, A., Mboup, S., Essex, M. E.
and Kanki, P. J. 1999. Lower human immunodeficiency virus (HIV) type 2 viral load
reflects the difference in pathogenicity of HIV-1 and HIV-2. J Infect Dis. 180: 11161121.
Reeves, J. D. and Doms, R. W. 2002. Human immunodeficiency virus type 2. J Gen
Virol. 83:1253-1265.
Sankalé, J. L., de la Tour, R. S., Renjifo, B., Siby, T., Mboup, S., Marlink, R. G., Essex,
M. E. and Kanki, P. J. 1995. Intrapatient variability of the human immunodeficiency
virus type 2 envelope V3 loop. AIDS Res Hum Retroviruses. 11: 617-623.
19
Schim van der Loeff, M. F. and Aaby, P. 1999. Towards a better understanding of the
epidemiology of HIV-2. AIDS. 13 Suppl A: S69-84.
Shankarappa, R., Margolick, J. B., Gange, S. J., Rodrigo, A. G., Upchurch, D.,
Farzadegan, H., Gupta, P., Rinaldo, C. R., Learn, G. H., He, X., Huang, X. L. and
Mullins, J. I. 1999.0 Consistent viral evolutionary changes associated with the
progression of human immunodeficiency virus type 1 infection. J Virol. 73: 1048910502.
Shi, Y., Brandin, E., Vincic, E., Jansson, M., Blaxhult, A., Gyllensten, K., Moberg, L.,
Brostrom, C., Fenyo, E. M. and Albert, J. 2005. Evolution of human immunodeficiency
virus type 2 coreceptor usage, autologous neutralization, envelope sequence and
glycosylation. J Gen Virol. 86: 3385-3396.
Strunnikova, N., Ray, S. C., Livingston, R. A., Rubalcaba, E. and Viscidi, R. P. 1995.
Convergent evolution within the V3 loop domain of human immunodeficiency virus
type 1 in association with disease progression. J Virol. 69: 7548-7558.
Sullivan, S. T., Mandava, U., Evans-Strickfaden, T., Lennox, J. L., Ellerbrock, T. V.
and Hart, C. E. 2005. Diversity, divergence, and evolution of cell-free human
immunodeficiency virus type 1 in vaginal secretions and blood of chronically infected
women: associations with immune status. J Virol. 79: 9799-9809.
Troyer, R. M., Collins, K. R., Abraha, A., Fraundorf, E., Moore, D. M., Krizan, R. W.,
Toossi, Z., Colebunders, R. L., Jensen, M. A., Mullins, J. I., Vanham, G. and Arts, E. J.
2005. Changes in human immunodeficiency virus type 1 fitness and genetic diversity
during disease progression. J Virol. 79: 9006-9018.
Wolinsky, S. M., Korber, B. T., Neumann, A. U., Daniels, M., Kunstman, K. J.,
Whetsell, A. J., Furtado, M. R., Cao, Y., Ho, D. D. and Safrit, J. T. 1996. Adaptive
20
evolution of human immunodeficiency virus-type 1 during the natural course of
infection. Science. 272: 537-542.
Yang, W., Bielawski, J. P. and Yang, Z. 2003. Widespread adaptive evolution in the
human immunodeficiency virus type 1 genome. J Mol Evol. 57: 212-221.
Yamaguchi, Y. and Gojobori, T. 1997. Evolutionary mechanisms and population
dynamics of the third variable envelope region of HIV within single hosts. Proc Natl
Acad Sci U S A. 94: 1264-1269.
Zhang, H., Hoffmann, F., He, J., He, X., Kankasa, C., West, J. T., Mitchell, C. D.,
Ruprecht, R. M., Orti, G. and Wood, C. 2006. Characterization of HIV-1 subtype C
envelope glycoproteins from perinatally infected children with different courses of
disease. Retrovirology. 3: 73.
21